Elektrotechnik Grundlagen

Siehe Skizze 

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Wechselstrom bezeichnet elektrischen Strom, der seine Richtung (Polung) in regelmäßiger Wiederholung ändert und bei dem sich positive und negative Augenblickswerte so ergänzen, dass der Strom im zeitlichen Mittel null ist. Abzugrenzen ist der Wechselstrom von Gleichstrom, der sich (abgesehen von Schaltvorgängen oder Einflusseffekten) zeitlich nicht ändert, und von Mischstrom als einer Überlagerung von beiden.

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Die Impedanz, auch Wechselstromwiderstand, gibt das Verhältnis von elektrischer Spannung an einem Verbraucher (Bauelement, Leitung usw.) zu aufgenommenem Strom an. Diese physikalische Größe wird im Allgemeinen vorteilhaft als komplexwertige Funktion der Frequenz angegeben.

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 Der stromdurchflossene Leiter oder das Bauteil induziert, aufgrund einer Änderung des elektrischen Stromes und damit des magnetischen Feldes, eineGegenspannung (Elektromotorische Kraft). Die Gegenspannung wirkt der Stromänderung entgegen. Die Induktivität ergibt sich aus dem Verhältnis des durch den stromdurchflossenen Leiter erzeugten verketteten magnetischen FlussesΨ und der Stromstärke, die gerade diesen Fluss ‚selbst‘ erzeugt:

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Das coulombsche Gesetz, auch Coulomb-Gesetz genannt, bildet die Basis der Elektrostatik und beschreibt die Kraft zwischen zwei kugelsymmetrisch verteilten elektrischen Ladungen (Spezialfall: Punktladungen).

• proportional dem Produkt der ladung
• antiprop. dem Quadrat des Abstandes 

Die elektrische Spannung ist eine physikalische Größe, die angibt, wie viel Arbeit oder Energie nötig ist, um ein Objekt mit einer elektrischen Ladung innerhalb eines elektrischen Feldes zu bewegen. Spannung ist also das spezifische Arbeitsvermögen des Feldes an einer Ladung. Sie ist eine Feldgröße, die in einem weiten Größenordnungsbereich auftritt.

Geordnete Bewegung von Ladungsträgern.

Gleichstrom: gleichmäßig mit konstanter Geschw. 

Die elektrische Stromstärke oder kurz Stromstärke gibt an, wie viel elektrische Ladung einen zur Verfügung stehenden Querschnitt passiert, bezogen auf die dazu benötigte Zeitspanne.

Die Leistung als physikalische Größe bezeichnet die in einer Zeitspanne umgesetzte Energie bezogen auf diese Zeitspanne.

Beim Stromdurchgang durch einen Körper wird die Antriebsenergie der Ladungsträger längs des Stromkreises vermindert. Der elektrische Widerstand eines Körpers ist ein Maß dafür, wie sich der Körper dem Stromdurchgang widersetzt. Er wird wesentlich von den Materialeigen- schaften bestimmt. 

Das ohmsche Gesetz postuliert folgenden Zusammenhang: Wird an ein Objekt eine elektrische Spannung  angelegt, so verändert sich der hindurch fließende elektrische Strom proportional zur Spannung.

Der elektrische Leitwert, ist der Kehrwert des elektrischen Widerstandes und damit die Kenngröße eines elektrischen Bauteils. Er ist nicht zu verwechseln mit der elektrischen Leitfähigkeit, einer Materialkonstante. Sein Formelzeichen ist G, seine Maßeinheit: S (Siemens).

Sie beschreibt die Fähigkeit des elektrischen Feldes, Kraft auf Ladungenauszuüben, und ist in einem gegebenen Punkt definiert

Die elektrische Leitfähigkeit, auch als Konduktivität bezeichnet, ist eine physikalische Größe, die die Fähigkeit einesStoffes angibt, elektrischen Strom zu leiten.

Stromdichte/Feldstärke 

Die Stromdichte ist definiert als das Verhältnis der Stromstärke  zur Querschnittsfläche , durch die der Strom tritt.

Je größer die Stromdichte, umso mehr erwärmt sich der Leiter.

Der elektrische Widerstand R bzw. der elektrische Leitwert G wird durch die Materialeigen- schaften des leitenden Mediums (spezifischer Widerstand oder spezifischer Leitwert =1/) und durch die geometrische Anordnung des Leiters bestimmt. 

Elektron = negativ geladen

Proton = positiv geladen 

Neutron = elektrisch neutral 

In der Physik versteht man unter einem homogenen Feld ein Feld, dessen Feldstärke nicht vom Ort abhängt – die Kraft auf einen (Probe-)Körper in einem homogenen Feld ist also stets überall gleich groß und gleich gerichtet.

Felder, für die das nicht gilt, heißen inhomogen.